Kostenreduktion durch Werkzeuge aus dem Drucker

15.11.2019

Der Herstellung von Werkzeugen mittels additiver Fertigungsverfahren widmete sich eine Fachveranstaltung des Kunststoff-Clusters im Open Innovation Center des LIT an der Johannes Kepler Universität Linz. „Additiv gefertigten Werkzeuge haben durchaus Vorteile, wenn ein Mehrwert gegenüber konventioneller Fertigung besteht“, sagt DI Peter Dunzendorfer, Projektmanager im Kunststoff-Cluster, der sich seit 10 Jahren intensiv mit der Technologie des 3D-Drucks beschäftigt. Wesentlicher Punkt aus Sicht des Experten: Die Herstellung muss kostengünstiger und schneller sein.

DI Thomas Mitterlehner vom Institut für Polymer-Spritzgießtechnik und Prozessautomatisierung der Johannes Kepler Universität Linz verglich in seinem Vortrag Spritzgusseinsätze aus Kunststoffen, welche in verschiedensten 3D-Druck Technologien hergestellt wurden. „Durch die geringere Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffes gegenüber Metallen haben Kühlkanäle weniger Einfluss auf die Bauteilqualität. Aufgrund der langsameren Erstarrung der Schmelze und somit ein Entstehen einer Randschicht ist bei Kunststoffeinsätzen generell ein geringerer Spritzdruck notwendig“, betont Mitterlehner vor den rund 60 Teilnehmern.

3D-Druck-Pulver für glattere Oberflächen

Dr. Baris Kaynak präsentierte eine neue Entwicklung von Tiger Coatings. Der Pulverlackhersteller aus Wels hat mit dem Material TIGITAL ein 3D-Druck-Pulver für die SLS-Technologie (Selective Laser Sinting) entwickelt. Damit kann eine ähnliche Auflösung wie mit herkömmlichen Polyamidpulver, jedoch eine deutlich glattere Oberfläche erzielt werden. Die Verarbeitungstemperatur ist mit 80°C wesentlich niedriger als bei anderen Sintersystemen, was die Zeit für die Abkühlung reduziert. Die Schwindung liegt bei ungefähr 0,8 Prozent.

Metall- und Kunststoffdruck

Jürgen Groß von Alphacam Österreich berichtete über verschiedenste Beispiele aus der Praxis bei Metall- und Kunststoffdruck. Alphacam ist u.a. Vertriebspartner von Stratasys (3D-Drucker für Kunststoff) und Desktop Metal (3D-Drucker für Metall). Beim Spritzgießen mit gedruckten Formen sei zu beachten, so Groß, dass die Formen für Kunststoffe mit geringer Viskosität und für Schmelztemperaturen unter 300 Grad Celsius geeignet seien. Je höher die Verarbeitungstemperatur, desto kürzer die Standzeit der Form.

Fräskopf aus dem 3D-Drucker

Bernhard Mayr, M.Sc, von bm.engineering präsentierte Bauteile, die mittels 3D-Metallschmelzetechnologie schnell und kostengünstig in Kooperation mit der auf Bauteilentwicklung spezialisierten Firma Jell hergestellt wurden. Neben einem Fräskopf aus dem 3D-Drucker wurde auch eine eigens entwickelte Vorkammerbuchse präsentiert, die für einen wesentlichen besseren Temperaturhaushalt sorgt.

Wirtschaftlichkeit als wichtiges Kriterium

Für Dr. Armin Wiedenegger von der voestalpine High Performance Metals GmbH ist Additive Manufacturing nur wirtschaftlich, wenn ein Mehrwert für die Teile dabei entsteht. Als Beispiel verglich er einen konventionell gefertigten Einsatz mit einem additive gefertigten. Für den additiv gefertigten Teil wurde 35 Prozent weniger Material benötigt und er war auch um 32% günstiger.

3D-Druck für Elastomere

Andreas Kleinfeld von der Firma HK-Kunststofftechnik informierte die Teilnehmer über den aktuellen Stand der Additiven Fertigung im Elastomerbereich. Er berichtet konkret von drei Herstellern von 3D-Druckern, die für Elastomer und Silikon ausgelegt seien. Auch 3D gedruckte Werkzeugeinsätze zum Vulkanisieren sind Stand der Technik. „Die wirtschaftlichen Gesichtspunkte müssen aber zum jetzigen Zeitpunkt noch sehr genau betrachtet werden. Potenzial ist aber jedenfalls vorhanden“, so Kleinfelds Resümee.

Für den Organisator der Tagung DI Peter Dunzendorfer waren die Fachvorträge eine erfolgreiche Fortsetzung der erstmals 2018 initiierten Fachtagung des Kunststoff-Cluster. „Auch im nächsten Jahr werden wir diese Veranstaltung wieder durchführen“, kündigt Dunzendorfer an.